Analisis de Agua y Gases

8/18/2019 Analisis de Agua y Gases

1/20


2/20

INDICE

Carátula……………………………………………………………………………

…………….pág. 1

Resumen

Técnico……………………………………………………………………………

pág. 3

Teoría

Básica………………………………………………………………………………

…..pág. 4

Procedimiento del

Ensayo………………………………………………………………..pág. 1

!atos………………………………………………………………………………

……….……….pág. 4

Cálculos y

"rá#cos…………………………………………………………………………..

pág. $

Conclusiones………………………….

…………………………………………………………pág. %


3/20

&'ser(aciones…………………………………………………………………

…………….….pág. %

Recomendaciones………………………………………………………………

……….…….pág. )

Re*erencias

'i'liográ#cas………………………………………………………….

……..pág. 3+

3


4/20

RESUMEN TÉCNICO

En este laboratorio, veremos en la primera parte el análisis del agua en el

cual estableceremos algunos criterios que nos ayudaran a escoger un buen

tipo de agua para desarrollar determinados procesos, con estos criterios

descartaremos las aguas con un alto grado de carbonato de calcio ya que

estas dañan las tuberías y producen recalentamiento en las calderas.

Por eso es importante la determinación de la dureza del agua y para estoexisten varios métodos, pero el que vamos a usar en este laboratorio es el

método de la solución abonosa.

!tra propiedad importante es el P", el cual nos indica la #racción del

$idrógeno ionizado en el agua permitiéndonos de esta manera predecir la

corrosión %P" ácido&.

En la segunda parte de este laboratorio, corresponde al análisis de gases en

la cual analizamos la reacción química que produce un combustible, de la

cual resultan los siguientes productos' monóxido de carbono %(!&, dióxido de

carbono %(!)& y oxígeno %!)&, con esto vamos a poder ver si la combustión

es completa o incompleta. ya sea con una cantidad en exceso o de#ecto.

Para realizar este análisis usaremos el analizador *ac$arac$ P(+ que $ace

un c$equeo rápido de los gases de combustión en los quemadores

industriales.

4


5/20

TEORÍA BÁSICA

ANALISIS DE AGUA:

-e denomina agua dura, al agua que presenta sales de magnesio y de calcioprincipalmente, que son invisibles a simple vista. odas las aguas presentesen la naturaleza tienen un determinado P" y prácticamente todas presentanuna determinada dureza.

El agua dura presenta problemas, especialmente en el agua paraalimentación de calderos, que se puede resumir en'

• /ncrustación en las tuberías, la que actuando como super#icie deintercambio de calor, entre agua y el elemento caliente, trae comoconsecuencia una disminución en el intercambio de calor y unaumento de temperatura en las paredes metálica. (uando se estátrabaando a una temperatura cercana a los 01112( se corre el peligrode recalentamiento de la super#icie de intercambio de calor, debido alas incrustaciones y de una explosión de la caldera.

• 3isminución de la sección transversal de la tubería de paso de aguapor la acumulación de incrustaciones, aumentará el coe#iciente de#ricción y circulación de#ectuosa con el consiguiente aumento depotencia para $acer circular el agua.

4a dureza del agua generalmente se re#iere al contenido de (arbonato de(alcio %(a(!& y a las sales de magnesio y otros componentes de calcio, delos cuales se $ace su equivalencia respectiva para indicarlo como 3urezatotal en términos de (arbonato de (alcio.

El término 3ureza emporal llamada también dureza por 5(arbonatos6 es unadureza aparente, que se determina inicialmente con la solución standard de abón.

4a dureza del agua puede expresarse en'

7. 8iligramos por litro %mg9l&

$


6/20

). Partes de millón %ppm&

. :ranos por galón %;.-.+.& %gpg&En algunos países indican la dureza del agua en términos de cal viva %(a!&,expresándola como grados alemanes %d"2&

-egular • 3ureza de B) a 07 ppm es' =ada• 3ureza de más de 07 ppm es. 8uy 4enta

Para agua que se usa como re#rigerador de un motor se dice.

a& El total de los sólidos disueltos máximo es B1 ppm.

b& 4a dureza total máxima es 7A1 ppm.

,


7/20

8E!3!- P+>+ 3EE>8/=+> 4+ 3;>E?+ !+4 3E4 +:;+

Existen varios métodos, siendo los más usados'8C!3! 3E -!4;(/ 3E +*esultado'

D=(J −J e )∗ F

3onde'

3 G dureza total, en ppm como (a(!

G ml de solución de abón empleado

e G ml del #actor de espuma

H G #actor de dureza.

H+(!> 3E E-P;8+

El #actor de espuma de la solución de abón, se determina añadiendo 1.10 mlde la solución estándar de abón, cada vez, a una muestra de 01 ml de agua

destilada, $asta que se #orme una espuma estable que persista por más de 0minutos, después de agitar, el nImero de ml de abón empleado nos indica ele. (omo la solución de abón puede cambiar, el #actor de espuma deberácomprobarse cada mes. El #actor de espuma, se encuentra en el orden delos 1.)ml.

-


8/20

H+(!> 3E 3;>E?+

-e debe determinar cada masa debido a cualquier cambio en la solución de abón por la evaporación de alco$ol etílico. Para $acer esta pruebaagréguense 0 ml del patrón de agua dura estándar %dureza de 7111 ppm de(a(!&, a B0 ml de agua destilada. +Istese la mezcla al punto #inal de la#enol#taleina y valórese con la solución estándar de abón, $asta que seproducen una espuma estable durante 0 min. El valor de H se encuentra enel orden de )1.

8C!3!- 3E 4+ -!4;(/esultado'

Por cada 7 ml de la solución ** empleada, se obtiene J7. mg97 de dureza.

3EE>8/=+(/!= 3E4 P"

Kalor del P" es un índice de la #racción de $idrógeno ionizado presente en elagua %"L&. /ndica la cantidad de iones de "L o de !"M presentes en el agua.

>ango del P" %para valores de 7NO(&

-e tiene lo siguiente'• 3e 1 a un valor menor de A es un P" +(/3!• Kalor de A indica un P" =E;>! %agua destilada a 7NO(&• Kalor mayor de A a 7B indica un P" +4(+4/=! o *+-/(!.

Kariación del P" con la temperatura

%


9/20

El índice del P" disminuye al aumentar la temperatura, pero la sustanciacontinua siendo ácida o básica, con#orme se determinó inicialmente a 7NO(.

(!EH/(/E=E 3E4 P"

Para el "idrógeno, es la #racción en gr de ión " L, presente en cada 7111 ccde agua. Eemplo' P"), indica 1.17 gr de ión "L, existentes en 7111 cc deagua@ P"N indica 1.111117 gr de ión "L en 7111 cc de agua.

Para el oxidrilo !"M, los iones !"M, tienen una escala empezando desdeP"FG 1.111117 gr de !"M $asta P"7B G 7.1 gr de !" en 7111 cc de agua.

En general se puede indicar el coe#iciente del P" de la manera siguiente'

• P" de 1 a A, se obtiene gr de ión "L G 71M=, en 7111 cc de agua.• P" de F a 7B, se obtiene gr de ión !" M G 71=M7B, en 7111 cc de agua.

El P" se usa para predecir la corrosión %con rango ácido&. El agua con menor concentración de iones $idrógenos es menos corrosiva que el agua conmayor concentración de iones $idrógenos. 4a corrosión puede ser reducidaen #orma apreciable con el agregado de una cierta concentración de$idróxido de sodio en el agua.

;-! 3E P+PE4 ! 4D8/=+ /=3/(+3!>E- 3E P"

Es un método comparativo, que se basa en la introducción de un papel olamina especial dentro de la muestra de agua por 1 segundo, luegoretirarlos y dear que tome una determinada coloración, que indica el P" deacuerdo a un muestrario de colores adunto.

ANALISIS DE GASES:

4os medios técnicos apropiados para determinar la composición cuantitativade un gas se llaman analizadores de gases %o gasoanalizadores& ycromatógra#os de gases. Estos medios técnicos, segIn su destino, sesubdividen en aparatos portátiles y automáticos.

)


10/20


11/20

+=+4/-/- 3E !>-+

El +parato de !rsat es un analizador de gases usado para determinar lacomposición de una muestra de gases. 3urante un análisis una muestra espasada a través de líquidos absorbentes que remueven componentesespecí#icos.

El volumen del gas es medido antes y después de la absorción. 4adisminución en el volumen del gas representa la cantidad del componenteque estuvo presente. 4os volImenes del gas son medidos a temperatura y apresión constante.

Previamente al uso del !rsat para el análisis de la muestra y después del

llenado de los recipientes que almacena los reactivos. 4os reactivos debenser elevados dentro de las pipetas de absorción para llenarlos $asta el nivelapropiado, este nivel está generalmente marcado en el cuello estrec$o de lapipeta.

+ntes de tomar la muestra, el aparto debe ser purgado de gases remanentesde muestras previas. Esto se $ace colocado la llave " para que proveacomunicación de la atmós#era.

Entonces se levanta la botella de nivelación para que el agua #luya a la

bureta de medición y desplaza el gas.;na muestra del gas se obtiene austando la llave " de tal manera que labureta de medición quede conectada al aspirador H. El gas es entonces yburbuea a través del agua en la botella de nivelación para proteger vacíoque absorbe la muestra. 4a cantidad del gas medida para el análisis es acontinuación obtenida austando la llave E, para conectar la bureta demedición con la atmós#era y entonces se eleva la botella de nivelación $astaque el nivel del agua en la botella E y en la bureta de medición estén en unplano $orizontal con la marea cero de la bureta de medición. En esas

condiciones, la muestra se encuentra a presión atmos#érica. 4uego secambia la posición de la llave " par conectar la bureta de medición con eltubo capilar. 3ebe tenerse cuidado de prevenir la contaminación de lamuestra con el aire, atmos#érico. El volumen de la muestra es de 711unidades %711cc& a la presión atmos#érica y a una temperatura controlada

11


12/20

centrales por la camisa de agua alrededor de la bureta. ;na vez que lamuestra $a sido obtenida se cierra la llave ".

-e pasa, a continuación, la muestra a la pipeta * donde el (!) seráabsorbido. Para esto se cubre la válvula * y se eleva la botella de nivelación,mientras que observamos que se va elevando el nivel del agua en la bureta

+. =o se debe dear que el agua pasa al tubo capilar. (omo casi toda lamuestra $a pasado a la pipeta *, el nivel del reactivo bao este pasa elrecipiente almacenador. El an$ídrido de carbónico es absorbido por lapelícula de reactivo que queda en las paredes y por el que queda en lasvirutas. Para estar seguros de que todo el (!) $a sido absorbido deberepetirse el procedimiento volviendo la muestra a la bureta de medición y de

a$í de nuevo a la pipeta *. Esto debe $acerse varias veces y cuantas más se$agan se garantizará meor la total absorción del (o). ;na vez que se tienela certeza de que el (!) $a sido absorbido se debe retomar la muestra a labureta de medición. 4uego se cierra la válvula *. -e debe tener cuidado de elreactivo no ingrese al tuvo capilar.

Para e#ectuar la medición debe nivelarse el agua de la bureta de medición +con el de la botella *. Este se $ace para que la muestra esté nuevamente ala presión atmos#érica. 4a di#erencia entre el nivel inicial y el control delvolumen de (!) absorbido.

4os procedimientos anteriores deben ser repetidos para la absorción del !)en la pipeta y luego con el (! en la pipeta 3. El cambio en las cantidadesmedidas representan la cantidad del respectivo, gas absorbido. Essumamente importante que las mediciones se $agan en el ordencorrespondiente.

-i bien es cierto que durante las mediciones, la muestra está saturada devapor de agua, está en proporciones debido a que gran parte de condensa.Por esta razón el análisis del !rsat es un análisis volumétrico de losproductos secos de la combustión.

4o que queda luego de la absorción del (!), el !) y el (! se asume que es=). 4as cantidades presentes de otros gases como el -!) soninsigni#icantes y su determinación requiere otros procedimientos de análisis.

1


13/20

Hig. +nalizador de orsat

P>E(+;(/!=E- E= E4 ;-! 3E4 !>-+El aparato de !rsat no es un instrumento de precisión. En e#ecto, $ay quetomar muc$as precauciones para obtener resultados satis#actorios para #inesde ingeniería.

;n posible error en el análisis !rsat, es aquel ocurrido debido a las #ugas enlas líneas de trans#erencia y en el !rsat mismo, es necesario el uso deválvulas de vidrio esmerilado, aunque estos son di#íciles de mantener $erméticos. Para minimizar las #ugas en los gri#os deben cubrirse de unaligera capa de grasa especial y apretar #uertemente contra sus asientos almoverlos. Estas conexiones deben examinarse #recuentemente paracomprobar si están bien austadas y no tienen ralladuras.

4a capacidad de absorción de los reactivos disminuye con el uso. + causa deesto, disminuye también la rapidez de absorción, de modo que se necesitarepetir los pases más veces para lograr la absorción completa. El operador

13


14/20

desde es#orzarse para asegurarse de que la absorción es completaveri#icando la cantidad de cada gas antes de seguir con el análisis del gas

siguiente

14


15/20

P"#$%&'('%n)# &%* En+,-#

1$


16/20

D,)#+

1,


17/20

C*$/*#+ - G"0$#+

1-


18/20

CONCLUSIONES

El P" obtenido con el papel de tornasol nos sale un poco aleado de

los valores obtenidos con el papel indicador y el P$imetro así que

nuestra muestra de agua tratada nos resulto un poco básica

%presencia de iones !"M7, lo cual nos indica que la utilización de esta

agua reducirá los e#ectos de corrosión perudiciales para la caldera en

nuestro caso nos damos cuenta que con el p$ $allado del agua

tratada para calderos nos indica un p$ ligeramente alcalino o básico.

3entro del rango de dureza de aguas para calderos, esta agua es

considerada buena %esta entre 7A y )0A ppm.&. (omo la dureza

$allada %es menor que 011 ppm&, entonces esta agua es apta para el

consumo $umano. +demás esta agua puede ser usada como

re#rigerante de un motor@ ya que la dureza de agua máxima para un

motor es de 7A1 ppm.

El exceso de aire en la reacción garantiza la combustión completa de

los gases. ;n posible error en el análisis de !>-+ es el debido a las

#ugas en la línea de trans#erencia y en el !>-+ mismo. +unque en

algunos casos se utilizan válvulas metálicas, ellas no son totalmente

satis#actorias. 4a mayoría de los !>-+ están provistos de gri#os de

vidrio esmerilado, los que son di#íciles de mantener $erméticos. Poreste motivo los datos obtenidos en el !>-+ pueden ser erróneos.

!tra causa de que los valores obtenidos en el !>-+ no sean

exactos es la antigedad del equipo.

1%


19/20

OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES.

(uando se realizan las mediciones $ay que tener muc$o cuidado para

tratar de evitar errores posibles en el maneo y lectura de los

indicadores.

8anipular con muc$o cuidado los utensilios que se están utilizando,

como la probeta porque es muy #rágil.

"ay que tener especial cuidado al agitar la probeta en la solución

abonosa, debe agitarse con #irmeza y durante aproximadamente )

minutos ya que una incorrecta agitación provocara una indebida

lectura de su dureza.

El método más exacto para medir el P", es el indicador digital

%electrométrico o P$imetro&, con una aproximación de 1,17

centésimas.

4as principales causas de la obtención de mediciones erróneas, el

#actor $umano por la #alta de conocimiento y precisión en la lectura de

los instrumentos usados, antes de realizar mediciones como el P" y la

dureza, es necesario orientar al alumno en el uso apropiado de los

instrumentos, así como también, los pasos a seguir en el desarrollo de

la experiencia que se realizará.

1)


20/20

R%%"%n$',+ B'*'#g"0$,+

+

Documents

Analisis de Agua y Gases